CN104075960A - 一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,包括以下步骤:①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重;②以该板栅为正极,其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽;③电解槽中加入硫酸溶液,液面稍高于板栅顶端;④以恒定电流密度腐蚀;⑤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环时间不少于15天;⑥将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,剥离腐蚀产物;⑦对正极板栅进行干燥、称重,计算板栅腐蚀前后的重量差值,计算出板栅失重率。

Description

一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域,具体涉及一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法。
背景技术
板栅是蓄电池的集流体,也是蓄电池活性物质的骨架;作为铅蓄电池中最重要的非活性成分,板栅的耐腐蚀性能对蓄电池的使用寿命具有非常重要的意义。
    在板栅合金的耐腐蚀性能测试方面,常规的方法主要有以下两种:一是采用恒电流或恒电压方法对板栅合金进行腐蚀,通过计算腐蚀前后板栅重量来表征合金的耐腐蚀性能;二是采用新型合金制备电池,通过测量电池循环寿命的方法表征合金的耐腐蚀性能。
采用第一种方法进行测量时,测试时间约为20-30天,但由于不同合金的腐蚀方式不同,其最终结果和电池真实运行时的结果差异较大;采用第二种方法进行测量时,数据结果准确,但耗费时间较长,一般需要4个月以上。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,利用该方法测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能,在保证测试结果准确、可靠的同时,可有效缩短测试时间。
本发明所采用的技术方案是:
一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,包括以下步骤:
①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重;
②以该板栅为正极,其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽;
③电解槽中加入硫酸溶液,液面稍高于板栅顶端,将电解槽放置于恒温水浴箱中;
④将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上,以恒定电流密度腐蚀;
⑤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环时间不少于15天;
⑥将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,剥离腐蚀产物;
⑦对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重,计算板栅腐蚀前后的重量差值,根据重量差值计算出板栅失重率。
所述步骤③中硫酸溶液浓度为1.10~1.30g/mL。
所述恒温水浴箱温度为25~60℃。
所述步骤④中的恒定电流密度为10~100mA/cm2
所述步骤⑤中的恒定电流密度为10~80mA/cm2
所述步骤④中的腐蚀时间为2~5天。
所述糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液;所述糖碱溶液中葡萄糖:氢氧化钠:蒸馏水的重量比为1:5:50。
本发明的有益效果是:本发明中先采用恒定电流密度腐蚀2~5天,使合金表面产生一定厚度的腐蚀层,再通过充放电循环,可产生一定厚度的硫酸盐层,产生的硫酸盐层一方面可以使合金腐蚀层内部的PH值发生改变,使腐蚀方式不同于单纯的恒电流腐蚀;另一方面可保护合金内部,避免进一步腐蚀,从而使本发明方法所测定结果更接近于电池真实运行情况,且大大缩短了测试时间。
具体实施方式
实施例一:
将两种不同合金板栅称重,板栅A的重量为10.5g,板栅B的重量为10.8g,分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽,在电解槽中加入1.25g/mL的硫酸溶液,使其液面稍高于板栅顶端,将电解槽放置于45℃的恒温水浴箱中,然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上,先以恒定电流密度60mA/cm2腐蚀3天,再以如下步骤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度40mA/cm2充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度60mA/cm2放电至单体电压0.6V;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环15天。
上述腐蚀结束后,将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,将腐蚀产物剥离,其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液,混合溶液中葡萄糖:氢氧化钠:蒸馏水的重量比为1:5:50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重,称得板栅A的重量为8.2g,板栅B的重量为7.5g,则板栅A的腐蚀失重为:10.5g -8.2g=2.3g,腐蚀失重率为:2.3g÷10.5g=21.9%;
B的腐蚀失重为:10.8g-7.5g=3.3g,腐蚀失重率为:3.3g÷10.8g=30.6%。
得出合金A的耐腐蚀性能优于合金B。
在本实施例中, 
A合金组分和配比(质量百分数):Ca 0.06%,Sn 0.9%,Al 0.03%,Ag 0.06%,其余为铅。
B合金组分和配比(质量百分数):Ca 0.08%,Sn 1.2%,Al 0.03%,其余为铅。
实施例二:
将两种不同合金板栅称重,板栅A的重量为10.5g,板栅B的重量为10.8g,分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽,在电解槽中加入1.10g/mL的硫酸溶液,使其液面稍高于板栅顶端,将电解槽放置于常温的恒温水浴箱中,然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上,先以恒定电流密度10mA/cm2腐蚀2天,再以如下步骤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度10mA/cm2充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度10mA/cm2放电至单体电压0.6V;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环15天。
上述腐蚀结束后,将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,将腐蚀产物剥离,其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液,混合溶液中葡萄糖:氢氧化钠:蒸馏水的重量比为1:5:50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重,称得板栅A的重量为9.8g,板栅B的重量为9.2g,则板栅A的腐蚀失重为:10.5g -9.8g=0.7g,腐蚀失重率为:0.7g÷10.5g=6.7%;
B的腐蚀失重为:10.8g-9.2g=1.6g,腐蚀失重率为:1.6g÷10.8g=14.8%。其余实施如实施例1。
实施例三:
将两种不同合金板栅称重,板栅A的重量为10.5g,板栅B的重量为10.8g,分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽,在电解槽中加入1.30g/mL的硫酸溶液,使其液面稍高于板栅顶端,将电解槽放置于60℃的恒温水浴箱中,然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上,先以恒定电流密度100mA/cm2腐蚀5天,再以如下步骤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度80mA/cm2充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度80mA/cm2放电至单体电压0.6V;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环15天。
上述腐蚀结束后,将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,将腐蚀产物剥离,其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液,混合溶液中葡萄糖:氢氧化钠:蒸馏水的重量比为1:5:50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重,称得板栅A的重量为7.1g,板栅B的重量为6.3g,则板栅A的腐蚀失重为:10.5g -7.1g=3.4g,腐蚀失重率为:3.4g÷10.5g=32.4%;
B的腐蚀失重为:10.8g-6.3g=4.5g,腐蚀失重率为:4.5g÷10.8g=41.7%。
其余实施如实施例1。

Claims (7)

1.一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于包括以下步骤:
①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重;
②以该板栅为正极,其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极,组成电解回路,连接好导线,放入电解槽;
③电解槽中加入硫酸溶液,液面稍高于板栅顶端,将电解槽放置于恒温水浴箱中;
④将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上,以恒定电流密度腐蚀;
⑤进行充放电循环:Ⅰ.恒定电流密度充电2min;Ⅱ.静置10s;Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下;Ⅳ.静置10s;重复步骤Ⅰ~Ⅳ,循环时间不少于15天;
⑥将正极板栅取下,放在煮沸的糖碱溶液中浸泡,剥离腐蚀产物;
⑦对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重,计算板栅腐蚀前后的重量差值,根据重量差值计算出板栅失重率。
2.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述步骤③中硫酸溶液浓度为1.10~1.30g/mL。
3.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述步骤③中恒温水浴箱温度为25~60℃。
4.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述步骤④中的恒定电流密度为10~100mA/cm2
5.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述步骤⑤中的恒定电流密度为10~80mA/cm2
6.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述步骤④中的腐蚀时间为2~5天。
7.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法,其特征在于:所述糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液;所述糖碱溶液中葡萄糖:氢氧化钠:蒸馏水的重量比为1:5:50。
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